Žmogus įjungia žibintuvėlį ir padeda šalia jo veidrodį, tada pastebi, kad kambario tariamas šviesumas šokteli visa eile — maždaug vienu dydžio laipsniu. Išmatuoti efektai kyla dėl nukreiptų klaidžiojančių ir atgal sklindančių fotonų, padidėjusio priekinio srauto siauresniame erdviniame kampe bei sumažėjusio sklaidos aukšto atspindžio paviršiuje. Kiekybiniai veiksniai — atspindžio procentas, šviesos šaltinio spinduliavimo charakteristika ir veidrodžio lygiuotė — paaiškina šį sustiprinimą. Ši schema suteikia aiškius optimizavimo kelius ir praktines ribas, į kurias reikia atsižvelgti toliau.
Greitas nustatymas: padarykite žibintuvėlį daug ryškesnį su veidrodžiu
Padėkite poliruotą stiklinį veidrodį tiesiai už rankinio žibintuvėlio, jo atspindinčiąja puse nukreiptą taip, kad perimtų kuo didesnę išspinduliuojamo pluošto dalį; taip nukreipiami į priekį kitaip veltui prarandami atgal ir į šonus sklindantys fotonai, padidinant į priekį nukreiptą šviesos srautą paprastai 1,5–3 kartus, priklausomai nuo veidrodžio dydžio ir suderinimo.
Praktikas suderina ašis, kad sumažintų kampinę sklaidą, padeda veidrodį vieno–dviejų žibintuvėlio diametrų atstumu, kad pagautų didesnį erdvinį kampą, ir užtikrina stabilų tvirtinimą.
Matavimai rodo pagerintą apšvietą taikinyje, proporcingą veidrodžio plotui ir atvirkščiai priklausomą nuo nesuderinimo kampo; koregavimuose pirmenybė teikiama tolygiam padengimui, siekiant padėti kitiems.
Geriausi atšvaitai žibintuvėliui (veidrodžiai, poliruotas metalas, folija, plėvelė)
Kiek pagerėjimo duoda tam tikras reflektorius, pirmiausia priklauso nuo jo atspindžio koeficiento, geometrijos ir atstumo iki žibintuvėlio.
Stiklinis veidrodis (>90 % veidrodinis atspindys) nukreipia didžiąją dalį į priekį sklindančio šviesos srauto su minimaliu išsklaidymu; pagrindiniame spindulyje tikėkitės 2–5× didesnio suvokiamo ryškumo.
Poliruotas aliuminis arba plienas (70–90 % veidrodinis) suteikia 1,5–3× didesnį fokusavimą, yra patvarus ir lengvas.
Aliuminio folija duoda ~40–70 % efektyvaus atspindžio; suglamžyta folija padidina difuzinę aprėptį, bet sumažina didžiausią intensyvumą.
Atspindinčios plėvelės ir audiniai, sukurti silpnam apšvietimui grąžinti, pasiekia 80–95 % ir maksimaliai padidina patalpos apšvietimą, kai yra suformuojami taip, kad surinktų ir vėl paskleistų šviesą.
Artimas išdėstymas (per kelis centimetrus) nuosekliai padidina efektyvumą.
Kodėl veidrodžiai ir poliruoti paviršiai sustiprina žibintuvėlio šviesą
Veidrodinis atspindys nuo veidrodžių ir labai poliruotų metalų sustiprina žibintuvėlio efektyvų apšvietimą, nes nukreipia didelę dalį išspinduliuoto radiacinio srauto į siauresnį erdvinį kampą; pavyzdžiui, stiklinis veidrodis, kurio veidrodinis atspindžio koeficientas >90 %, gali sutelkti priekinį srautą ir padidinti ašinį luminansą maždaug 2–5×, palyginti su pliku šaltiniu, o poliruotas aliuminis, kurio atspindžio koeficientas 70–90 %, panašioje geometrijoje duoda apie 1,5–3×.
Kiekybiškai, atspindėta apšvieta lygi krintančiai apšvietai, padaugintai iš atspindžio koeficiento ir kampinio perskirstymo.
Praktiniai laimėjimai kyla dėl sumažėjusio étendue ir išlaikyto spindulių koherentiškumo.
Kruopščiai parinkus didelio atspindžio paviršius, gaunami nuspėjami, praktiškai panaudojami naudingo šviesos kiekio padidėjimai.
Padėties nustatymo patarimai, kampų triukai ir dažniausios nustatymo klaidos
Nustačius, kaip didelio atspindžio paviršiai sutelkia skleidžiamą srautą į siauresnius erdvinius kampus ir pagerina ašinę skaisčį paprastai 1,5×–5× kartus, kitas dėmesio objektas yra geometriniai išdėstymai, kurie teorinį laimėjimą paverčia išmatuojamu apšvietimu tiksliniuose paviršiuose.
Atšvaitus išdėstykite vieno šaltinio spindulio pločio atstumu, kad surinktumėte maksimalų skleidžiamą radiacijos ryškį; kiekvienas centimetras arčiau padidina nukreiptą srautą maždaug proporcingai, atsižvelgiant į atvirkštinio kvadrato poveikius, sumažintus surinkimo kampo.
Veidrodžio normalę orientuokite taip, kad ji pusiaukirstų kampą tarp šaltinio ir taikinio, kad būtų sustiprintas veidrodinis atspindys; nedidelės kampinės paklaidos (>5°) ryškiai sumažina apšvitą taikinyje.
Dažnos klaidos: per toli padėti difuziniai paviršiai, netiksliai sulygiuoti veidrodžiai ir užblokuoti grįžimo keliai; ištaisykite tai, kad pasiektumėte pakartojamą pašviesėjimą.
Saugumas, ribos ir kada naudoti atspindinčią plėvelę ar profesionalią įrangą
Vertinant saugą ir praktines ribas, išmatuoti spindulio intensyvumai ir medžiagų savybės lemia tinkamą naudojimą: atspindinčios plėvelės ir profesionalūs reflektoriai gali padidinti ašinį šviesį maždaug nuo 1,5× iki daugiau nei 10×, priklausomai nuo geometrijos ir veidrodinio atspindžio, tačiau šis prieaugis taip pat koncentruoja spinduliuotės srautą ir didina lokalų apšvietimą bei šiluminę apkrovą paviršiams.
Vertinimai turėtų kiekybiškai nustatyti liuksus, paviršiaus temperatūros kilimą ir gaisro riziką, atsižvelgiant į nurodytą poveikio trukmę. Bendram apšvietimui naudokite difuzinius baltus paviršius, kontroliuojamam sustiprinimui — atspindinčią plėvelę, o profesionalią optiką — kai svarbūs tolygumas, efektyvumas ar šilumos valdymas. Pirmenybę teikite gyventojų saugai, medžiagų klasėms ir tikslingam pasirinkimui.
